Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép 2: Chương 4 Khung bê tông cốt thép cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung; Bố trí hệ kết cấu khung; Kích thước các cấu kiện trong khung; Sơ đồ tính khung; Tải trọng tác động lên khung; Phân tích khung và tính thép; Cấu tạo cốt thép. Mời các bạn cùng tham khảo!
Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép CHƯƠNG KHUNG BÊTÔNG CỐT THÉP Bài giảng kết cấu BTCT Ths Bùi Nam Phương LOGO NỘI DUNG KHÁI NiỆM CHUNG BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU KHUNG KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KiỆN TRONG KHUNG SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KHUNG PHÂN TÍCH KHUNG VÀ TÍNH THÉP CẤU TẠO CỐT THÉP KHE BIẾN DẠNG LOGO Ths Bùi Nam Phương ĐH Tơn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 84 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép Mưa, gió, tuyết, tải dựng lắp Hoạt tải sử dụng SÀN MÁI + TLBT SÀN + TLBT TẢI TƯỜNG DẦM + TLBT TẢI GIÓ CỘT + TLBT ĐỘNG ĐẤT MÓNG + TLBT NỀN ĐẤT LOGO 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG 4.1.1 Định nghĩa Khung kết cấu chịu lực cơng trình, bao gồm dầm, cột tường chịu lực sàn có sườn; có cột sàn sàn không sườn Khung vừa chịu tải trọng đứng trọng lượng thân cơng trình, hoạt tải sử dụng; vừa chịu tải trọng ngang gió, động đất,… tải trọng khung truyền xuống đất thơng qua kết cấu móng Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tơn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 85 LOGO Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG 4.1.2 Phân loại: 4.1.2.1 Theo thi cơng Khung tồn khối (Insitu): • Ưu điểm: độ cứng lớn, chịu tải trọng động lớn, đa dạng kích thước hình khối, thi cơng thủ cơng với mặt thi cơng chật hẹp • Nhược điểm: thi công phức tạp nhiều công đoạn, thời gian thi công dài, tốn ván khuôn, chịu ảnh hưởng thời tiết, khó kiểm sốt chất lượng Chương 4: Khung bêtông cốt thép LOGO LOGO 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG Khung lắp ghép (Precast) : • Ưu điểm: cấu kiện chế tạo phân xưởng nên kiểm sốt chất lượng, thời gian thi cơng nhanh,khơng tốn chống, ván khn, • Nhược điểm: liên kết nút khung phức tạp, độ cứng khung không cao, cần thiết bị giới cẩu lắp,… Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 86 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG Khung bán lắp ghép: • Cơng trình chia thành cấu kiện nhỏ, đơn giản cấu kiện chế tạo phần nhà máy, sau dựng lắp cơng trình, phần cịn lại đổ bêtơng chỗ • Phương pháp khắc phục hầu hết nhược điểm phương pháp Chương 4: Khung bêtông cốt thép LOGO 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG 4.1.2 Phân loại: 4.1.2.2 Theo kết cấu This image cannot currently be displayed Khung – dầm cột: có dầm cột, thích hợp cho cơng trình tầng, hệ dầm kết hợp với hệ cột tạo thành hệ kết cấu khung chịu toàn tải trọng (cả phương đứng ngang) tác động lên cơng trình Khung – vách lõi cứng: phổ biến kết cấu nhà cao tầng, dầm – cột, cịn có vách cứng lõi BTCT chịu lực có vai trò cột chịu thêm tải trọng ngang tác dụng lên cơng trình Chương 4: Khung bêtơng cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 87 LOGO Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG 4.1.3 Các dạng khung BTCT 4.1.3.1 Khung hai khớp Sử dụng cho đất trung bình, bị ảnh hưởng nhiều có chuyển vị móng Chương 4: Khung bêtông cốt thép LOGO 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG 4.1.3.2 Khung ba khớp Sử dụng cho đất yếu, khung chịu chuyển vị nhỏ theo phương đứng lần ngang khớp chịu lực 10 Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 88 LOGO Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG 4.1.3.3 Khung siêu tĩnh Thường sử dụng cho đất tốt, cần kiểm tra ứng suất phát sinh biến dạng nhiệt độ co ngót Khung nhiều nhịp liên tục: sử dụng cần vượt nhịp lớn thay dùng nhiều khung đơn nhịp khung nhiều nhịp liên tục thường siêu tĩnh bậc cao Chương 4: Khung bêtông cốt thép 11 LOGO 12 LOGO 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 89 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtơng cốt thép 4.2 BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU KHUNG Chọn giải pháp bố trí hệ kết cấu khung bêtơng cốt thép bao gồm: • Xác định hệ lưới cột chịu lực • Bố trí hệ dầm khung hệ dầm phụ • Xác định chế làm việc, hệ thống truyền tải trọng khung • Chọn tiết diện sơ cho cột, dầm, 13 Chương 4: Khung bêtơng cốt thép LOGO 4.2 BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU KHUNG 4.2.1 Hệ thống cột khung nhà 4.2.1.1 Cột khung Kết hợp với hệ dầm tạo thành hệ kết cấu khung khơng gian, chịu tồn tải trọng tác động lên cơng trình 14 Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 90 LOGO Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.2 BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU KHUNG Cột thường bố trí thẳng hàng theo trục, thuận lợi cho việc thiết kế thi cơng Mặt cơng trình nên có hai hệ trục cột theo phương vng góc nhau, tạo độ cứng khơng gian cho cơng trình Trong phương, trục cột nên bố trí song song với 15 Chương 4: Khung bêtông cốt thép LOGO 4.2 BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU KHUNG Bước cột: khoảng cách cột nên nhau, để bố trí hệ dầm nhịp, từ tải trọng nội lực phân phối dầm, đỉnh cột xấp xỉ Các cột cần có hệ kết cấu móng riêng, truyền tải trọng thẳng xuống đất 16 Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 91 LOGO Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.2 BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU KHUNG 4.2.1 Hệ thống cột khung nhà 4.2.1.2 Cột phụ Cịn có tên bổ trụ, cột treo, cột cấy; chúng phận khung chịu lực Thường dùng để đỡ kết cấu khác cơng trình cầu thang, ram dốc, bể nước dùng đề giằng tường, giữ ổn định chống nứt cho tường (tường gạch dài 8m phải có cột tường) 17 Chương 4: Khung bêtơng cốt thép LOGO 4.2 BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU KHUNG Tiết diện cột phụ thường chọn theo cấu tạo, nhỏ nhiều so với cột chính, bố trí rải rác, đơn lẻ vị trí cần thiết cơng trình, khơng liên tục từ móng lên mái Cột phụ thường khơng có móng riêng, mà đặt trực tiếp lên hệ dầm khung chịu lực Các cột phụ thường đặt thép chờ thi công sau tháo cốt pha hệ dầm khung, tránh để cột phụ thành gối đỡ cho dầm khung 18 Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 92 LOGO Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtơng cốt thép 4.2 BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU KHUNG 4.2.2 Hệ dầm khung nhà 4.2.2.1 Dầm khung Dầm khung hay dầm chính, ngồi chịu tải trọng đứng sàn dầm phụ truyền vào, dầm kết hợp với cột tạo thành kết cấu khung, cịn tham gia chịu tải trọng ngang (gió, động đất…) cho cơng trình Thường bố trí dọc theo hàng cột, đảm bảo tính liên tục dầm, tăng độ cứng, tạo thành kết cấu khung vững Tiết diện dầm khung thường lớn hd = (1/8 – /12) chiều dài nhịp dầm 19 Chương 4: Khung bêtơng cốt thép LOGO 4.2 BỐ TRÍ HỆ KẾT CẤU KHUNG 4.2.2 Hệ dầm khung nhà 4.2.2.2 Dầm phụ Tiết diện thường nhỏ dầm khung, hd = (1/12 - 1/20)Ld, thường không qua cột mà có gối đỡ dầm chính, có vai trị: • Chia nhỏ sàn lớn (Lsàn ≥ 6m): làm sườn tăng độ cứng, giảm chiều dày, độ võng, rung cho sàn chịu tải trọng lớn 20 Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tơn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 93 LOGO 10 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.7 CẤU TẠO CỐT THÉP Góc uốn thép chạy dọc cột (góc nhấn thép) phải < 1/6 Khi góc uốn > 1/6 khơng “nhấn” thép mà phải đặt thép chờ Thép f > 20 cần phải nhấn thép đoạn nối để hạn chế lệch tâm thép Chương 4: Khung bêtông cốt thép 101 LOGO 102 LOGO 4.7 CẤU TẠO CỐT THÉP 4.7.3 Cấu tạo cốt thép nút khung Nút khung cột biên: (a) mặt bằng; (b) mặt cắt theo phương ngang; (c) mặt cắt theo phương dọc Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 134 51 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép Refer RC detailing manual 103 LOGO 4.7 CẤU TẠO CỐT THÉP Nút khung cột giữa: (a) mặt bằng; (b) mặt cắt Nút khung cột biên: (a) mặt bằng; (b) mặt cắt theo phương ngang; (c) mặt cắt theo phương dọc 104 Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 135 LOGO 52 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tơng cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.7 CẤU TẠO CỐT THÉP Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 136 105 LOGO 106 LOGO 53 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.7 CẤU TẠO CỐT THÉP Ths Bùi Nam Phương ĐH Tơn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 137 107 LOGO 108 LOGO 54 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 138 109 LOGO 110 LOGO 55 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 111 LOGO 112 LOGO 4.7 CẤU TẠO CỐT THÉP Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 139 56 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tơn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 140 113 LOGO 114 LOGO 57 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.8 KHE BIẾN DẠNG 4.8.1 Khe co giãn Chương 4: Khung bêtông cốt thép 115 LOGO 116 LOGO 4.8 KHE BIẾN DẠNG Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 141 58 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.8 KHE BIẾN DẠNG 4.8.1 Khe lún Khe lún cắt qua toàn cơng trình từ mái đến móng, khác với khe nhiệt khe lún móng phải tách riêng bố trí trường hợp sau: • Cơng trình đất có thay đổi đáng kể tính chất lý • Cơng trình có mặt dài đổi hướng 117 Chương 4: Khung bêtơng cốt thép LOGO 4.8 KHE BIẾN DẠNG • Cơng trình có nhiều khối khác biệt với chiều cao thay đổi đột ngột 118 Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 142 LOGO 59 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép 4.8 KHE BIẾN DẠNG 4.8.1 Khe kháng chấn Sử dụng cho cơng trình xây dựng vùng động đất Khe kháng chấn có chiều rộng lớn khe nhiệt khe lún, bằng: Bkhangchan 1 20mm 1 2 chuyển vị ngang lớn động đất gây cho khối nhà khối nhà 119 Chương 4: Khung bêtông cốt thép LOGO LOGO Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 143 60 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép Bài tập số 11 – Bài tổng hợp +9450 +6300 +3150 ±0.0 00 -0 45 A B C Biệt Thự Thanh Long – Khu dân cư P Phú Hữu – Q MẶT ĐỨN G TRỤC A-C MẶT ĐỨN G TRỤC 1-6 (ELEVATION A-C) (ELEVATION 1-6) W2 LOGO 121 Chương 4: Khung bêtông cốt thép W2 W2 W2 R W1 Dv BEÁP (KITCHEN) K HO T P (P A NT RY RO OM ) W4 W4 WA RD RO BE WC Dv Dv D7 D2 P A ÊN (DINING ROOM) P.G IA ĐÌNH (FA MILY ROOM) W1 W6 P HOÏC (STUDY ROO M) W1 P NG U Û ( BEDROOM 1) KHO (ST ORE) D5 19 W8 -1 W1 D4 W6 D5 W8 -2 W5 D3 18 D5 3 P.K HAÙCH (LIVI NG ROOM) W6 WC Dv W7 W1 W3 W7 WARD RO BE P.N G U Û LỚ N (MA ST ER BE DROOM 1) G ARAG E W6 RD D1 D6 W1 (TE RRACE) ENTRANCE A B C A B C A A -05 MẶT BẰN G TRỆT MẶT BẰN G LẦ122 U1 Chương 4: Khung bêtơng cốt thép (GROUND FLOOR) (1st FLOOR) Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 144 LOGO 61 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép Bài tập số 11 Câu 1: Bố trí hệ kết cấu chịu lực vẽ mặt dầm cho tầng Chọn tiết diện sơ dầm tầng Câu 2: Biết chiều dày sàn hs = 80mm, a = 15mm, tĩnh tải tính tốn lớp cấu tạo sàn (không kể trọng lượng BTCT) gs-cttt = 1,4 KN/m2 Hãy tính tốn bố trí cốt thép (vẽ mặt mặt cắt sàn) cho ô sàn Phòng ngủ lớn, trục & B C Câu 3: Vẽ mặt truyền tải từ sàn dầm C Vẽ sơ đồ trường hợp chất tải lên dầm trục C, không cần tính giá trị tải trọng tập trung Câu 4: Nhà có trệt, lầu, sân thượng BTCT Chiều cao tầng Htầng = 3,5m Giả sử mặt móng thấp sàn tầng H = 1,5 m.Vẽ sơ đồ tính cho khung trục Xác định giá trị tĩnh tải tính tốn tác động lên khung trục cao trình tầng 123 Chương 4: Khung bêtông cốt thép LOGO Bài tập số 11 Chú ý: Vật liệu sử dụng: Bêtông có cấp độ bền B15 (hệ số gb = 0,9) Cốt thép (hệ số gs = 1): f ≤ 10 thép nhóm AI; f > 10 thép nhóm AII Hoạt tải tiêu chuẩn: Phịng ngủ gia đình ptc = 1,5 KN/m2 Phòng khách, phòng sinh hoạt chung, bancole ptc = 2,0 KN/m2 Trong câu câu 4: Bỏ qua trọng lượng thân dầm cột Khi tính tốn tải tường, xem tất tường tường gạch, có bề dày dtường = 100mm cao Htường = 3,2m không cần trừ diện tích lỗ cửa Các thơng tin khác sinh viên tự chọn cho phù hợp thấy cần thiết Đề Chiều Cao cơng trình Hx 1.05 Hx 1.10 Hx 0.95 Hx 0.90 Hx 1.00 Hx 1.05 Hx 1.10 Hx 0.95 Hx 0.90 Hx 1.00 Nhịp chữ A – B- C Lx 0.90 Lx 0.80 Lx 0.70 Lx 0.60 Lx 1.50 Lx 1.00 Lx 1.10 Lx 1.20 Lx 1.30 Lx 1.40 Nhịp số 12-3 Lx 1.00 Lx 1.10 Lx 1.20 Lx 1.30 Lx 1.40 Lx 0.90 Lx 0.80 Lx 0.70 Lx 0.60 Lx 1.50 124 LOGO Chương 4: Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 145 62 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tơn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 146 125 LOGO 126 LOGO 63 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 147 127 LOGO 128 LOGO 64 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung bêtông cốt thép Frame loading Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 148 129 LOGO 130 LOGO 65 ... 1.00 44 Chương 4: Khung b? ?tông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật công trình 105 LOGO 22 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung b? ?tông cốt thép 4. 4 SƠ... Mgốidầm 48 Chương 4: Khung b? ?tông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật công trình 107 LOGO 24 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung b? ?tông cốt thép 4. 4 SƠ... phụ 4. 7.2 Cốt thép cột Chương 4: Khung b? ?tông cốt thép Ths Bùi Nam Phương ĐH Tôn Đức Thắng - Khoa Kỹ thuật cơng trình 131 48 Tóm tắt giảng Kết cấu Bê tông cốt thép Chương – Khung b? ?tông cốt thép
